一種紡織品的冷暖感測試及指標計算方法
【專利摘要】本發(fā)明為一種紡織品的冷暖感測試及指標計算方法，待測試樣在要求的溫濕度環(huán)境下平衡后進行測試；儀器熱板覆蓋預(yù)熱試樣進行預(yù)熱后，用待測試樣替換預(yù)熱試樣，開始測試并記錄熱功率曲線；冷感時間T定義為熱功率曲線初始段的“山峰”即有冷感的時間段；冷感時段總散熱量W1定義為在冷感時間T內(nèi)單位面積試樣散失的總熱量；純冷感散熱量W2定義為紡織品與人體皮膚接觸初期，由于二者溫差引起人體向紡織品傳遞的熱量，其計算方法為冷感時段總散熱量減掉T時間段內(nèi)看作穩(wěn)態(tài)傳熱條件下單位面積試樣傳遞的熱量。本發(fā)明用于評價平面狀或曲面狀纖維集合體的冷暖感特性。
【專利說明】一種紡織品的冷暖感測試及指標計算方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種紡織品的冷暖感測試及指標計算方法，屬于紡織品檢測領(lǐng)域。

【背景技術(shù)】
[0002] 紡織品的熱學(xué)性能對紡織品舒適性至關(guān)重要。接觸冷暖感是產(chǎn)品熱學(xué)性能的一個 重要組成部分，也是評價紡織品熱舒適性及其用途的重要指標。
[0003] 所謂紡織品接觸冷暖感或接觸熱舒適性，就是其與皮膚接觸后給人體皮膚的溫度 刺激在人的大腦中形成的關(guān)于冷或暖的判斷。體表平均溫度一般為33°C，冬秋季節(jié)紡織品 溫度常常會低于皮膚溫度，接觸初期熱量會從高溫的體表向低溫的紡織品迅速流動，直至 接觸的二表面溫度趨于一致時熱流才會逐漸穩(wěn)定即進入穩(wěn)態(tài)傳熱，此前的傳熱功率大于穩(wěn) 態(tài)傳熱，被稱作非穩(wěn)態(tài)傳熱或瞬態(tài)傳熱。穩(wěn)態(tài)傳熱過程中覆蓋著紡織品的人體向外擴散的 熱功率體現(xiàn)紡織品的熱阻或保暖性，而非穩(wěn)態(tài)傳熱過程中覆蓋紡織品的人體向外散失的熱 功率主要體現(xiàn)紡織品的冷感或冷暖感。
[0004] 關(guān)于紡織品熱阻或保暖性的研究已經(jīng)比較成熟，但是，關(guān)于紡織品冷暖感的相關(guān) 理論和測試技術(shù)卻滯后很多。20世紀70年代日本和英國學(xué)者開始研究接觸冷暖感，至今只 形成了上述基本概念和日本產(chǎn)KES-F7熱性能測試儀及發(fā)明專利201210587792. 8 (高蓬松 易變形寢具產(chǎn)品的保溫性能的檢測設(shè)備及檢測方法）提出的冷暖感測試方法和指標，其次 是最原始的主觀評價法。主觀評價雖然能真實反映人對于紡織品冷暖感的判斷，但是量化 困難，隨機誤差大。
[0005] 通過研究發(fā)現(xiàn)，紡織品冷感強弱一方面取決于自身性能，如熱容量、傳熱性能、單 位面積質(zhì)量、纖維堆砌結(jié)構(gòu)等，另一方面受接觸皮膚前紡織品所處的溫濕度環(huán)境影響。從測 試硬件功能角度講，現(xiàn)有多數(shù)保溫儀都有可能同時測試冷暖感，缺乏的是冷暖感的測試方 法、表達指標和數(shù)據(jù)處理方法。
[0006] 發(fā)明專利201210587792. 8和KES-F7儀器都采用在維持皮膚溫度和環(huán)境溫度恒 定條件下通過紡織品熱流量的最大值Qmax(即最大瞬態(tài)熱流量）表征紡織品的冷暖感，如圖 1所示。這是一類非常狹隘的冷暖感測試方法，因為不同材料的熱容量差異很大，對于某些 冷感很強的試樣（如潤濕的紡織品）為維持熱板溫度恒定儀器硬件能否無限量地迅速輸出 熱功率是最大問題。目前，測試熱學(xué)性能儀器的加熱方式主要有：電阻加熱、膜加熱、電偶 加熱、半導(dǎo)體加熱、激光閃光法加熱等，無論那一種加熱方法都不能保證無限量地輸出熱功 率，這就失去了測試最大瞬態(tài)熱流量Q max的可能。另一方面，從科學(xué)合理角度講，儀器供熱 模式應(yīng)該模擬人體向皮膚的供熱方式，人體接觸潤濕紡織品等強冷感材料時不可能無限量 地增加供熱量，只能降低皮膚溫度并有限地增加供熱量。在人體感覺到紡織品冷感并向外 增加供熱量有限的物理條件下，現(xiàn)有冷感指標--熱板溫度恒定條件下的最大瞬態(tài)熱流量 Qmax不適合表征紡織品的冷暖感。所以，現(xiàn)有冷暖感的表達指標和評價方法都不夠科學(xué)合 理。
[0007] 另外，KES-F7儀器測試的試樣面積小，導(dǎo)致對于厚型試樣的邊緣效應(yīng)或誤差大，而 且不能直接測試被子服裝等成品，需要裁減試樣，裁減會改變試樣的傳熱通道。
[0008] 紡織品熱性能測試中，為了保證熱板的溫度均勻性等，目前很多保溫儀都采用加 熱膜作為加熱元件，一塊加熱膜的熱功率曲線形態(tài)如圖2所示，是窗口加熱模式，與圖1差 異很大，加熱膜一旦工作只能輸出恒定熱功率，如果關(guān)停則輸出熱功率為〇。當控制測試熱 板的溫度穩(wěn)定在一定范圍（如在33±0.1°C)時，單個加熱元件的輸出熱功率與時間的關(guān) 系就成為不等間隔的矩形波，非穩(wěn)態(tài)傳熱階段矩形波為〇的時間短，即非穩(wěn)態(tài)傳熱階段矩 形波工作的時間長?？紤]測試熱板面積、紡織品厚度波動等方面因素，一臺儀器的測試熱板 往往由數(shù)個加熱元件排列組合而成，參見發(fā)明專利201210587792. 8。采用加熱膜的窗口加 熱模式時，數(shù)個加熱元件的熱功率曲線相加后的圖3或圖4才是測試熱板的總熱功率曲線。 圖3或圖4中，輸出熱功率在經(jīng)歷過高峰后下降為0的時段，測試熱板仍然通過試樣在向環(huán) 境散熱，導(dǎo)致測試熱板溫度低于33-0. 1°C，進入下一個加熱周期。顯然，現(xiàn)有冷感指標-- 最大瞬態(tài)熱流量Qmax不適合圖3或圖4的熱功率曲線，即不適合現(xiàn)有常用測試硬件。
[0009] 另外，瞬態(tài)熱流量Qmax不能反映對舒適性至關(guān)重要的冷感時間長短。并且當不同 試樣的熱阻差異大即穩(wěn)態(tài)傳熱量Q(如圖1所示）差異大時，最大瞬態(tài)熱流量Q max也失去了 可比性。
[0010] 近年來，隨著消費者對紡織品舒適性和功能性需求的提高，接觸冷暖感更加引起 國內(nèi)外市場重視，不少化纖企業(yè)在研發(fā)"冷感"纖維，然而，目前國內(nèi)外尚無比較實用可行的 冷暖感測試與評價技術(shù)或方法。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0011] 本發(fā)明要解決的技術(shù)問題是：提供了一種用于評價平面狀或曲面狀纖維集合體冷 暖感特性的紡織品冷暖感測試及指標計算方法，解決了以下問題：主觀評價紡織品冷暖感， 量化困難、隨機誤差大；現(xiàn)有冷暖感測試方法和指標不夠科學(xué)合理，因為對于冷感很強的試 樣人體和儀器硬件都不能無限量地迅速輸出熱功率；不能反映對舒適性至關(guān)重要的冷感時 間長短；穩(wěn)態(tài)導(dǎo)熱量Q差異大時，最大瞬態(tài)熱流量Q max也失去了可比性。
[0012] 為了解決上述技術(shù)問題，本發(fā)明的技術(shù)方案是提供了一種紡織品的冷暖感測試方 法，其特征在于，包括以下步驟：
[0013] (11)試樣平衡：將至少2個紡織品待測試樣在指定的溫濕度環(huán)境下懸掛或平置于 篩網(wǎng)上平衡24小時以上，使試樣內(nèi)外溫濕度達到平衡，各試樣分別被測試，以所有試樣的 平均指標作為該批試樣的特性指標；臨近測試前5?15分鐘，將平衡好的待測試樣裝入塑 料袋密封后移入測試室，移動中試樣及外封的塑料袋不可接觸任何熱源或冷源，以便保持 試樣溫濕度不變；將另外一個與待測試樣完全相同的試樣置于測試所用的恒溫恒濕室平衡 相同時間，用于儀器預(yù)熱，該試樣稱作預(yù)熱試樣；
[0014] (12)儀器預(yù)熱：儀器的熱板上方覆蓋一個預(yù)熱試樣進行預(yù)熱，使預(yù)熱后熱板輸出 的熱功率等于測試待測試樣進入穩(wěn)態(tài)傳熱過程的輸出熱功率；
[0015] (13)測試：預(yù)熱完成前3?5分鐘，迅速將待測試樣取出輕拍平攤在測試熱板旁 邊的絕熱平臺上，同預(yù)熱試樣的一邊緣銜接準備測試；預(yù)熱結(jié)束，即熱板上表面溫度平衡在 儀器設(shè)定的一個恒定溫度時，立即向一方拖動預(yù)熱試樣和銜接的待測試樣，使待測試樣替 換預(yù)熱試樣平置于熱板上表面，控制熱板和紡織品待測試樣上方空氣層溫度恒定，隨即開 始測試并記錄熱板通過待測試樣散失的熱功率曲線，測試到40-80分時，停止測試記錄；獲 取測試熱板通過紡織品輸出的總計熱功率與時間相關(guān)的熱功率曲線，通過熱功率曲線反映 紡織品的冷暖感。
[0016] 優(yōu)選地，所述的紡織品為平面狀或曲面狀纖維集合體，其包括由各種纖維、紗線制 成的織物、服裝、寢具。
[0017] 優(yōu)選地，所述的各種纖維為棉纖維、蠶絲纖維、粘膠纖維、竹槳纖維、羊毛、羊絨纖 維、苧麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維、木棉纖維、滌綸、錦綸、氨綸和甲殼素纖維、羽絨中的任 意一種或幾種。
[0018] 優(yōu)選地，所述的測試熱功率曲線的恒溫?zé)岚宀捎脝蝹€加熱元件或多個加熱元件排 列組合形成。
[0019] 優(yōu)選地，所述的加熱元件的類別為電阻加熱、膜加熱、電偶加熱、半導(dǎo)體加熱中的 任意一種。
[0020] 優(yōu)選地，所述的指定的溫濕度環(huán)境為恒溫恒濕室或模擬產(chǎn)品將被使用溫濕度環(huán)境 的人工氣候室。
[0021] 優(yōu)選地，所述的指定的溫濕度環(huán)境中的溫度為±40°C范圍任何一個數(shù)值、相對濕 度10%?90%范圍的任何一個數(shù)值。
[0022] -種紡織品的冷暖感指標計算方法，其特征在于，包括以下步驟：
[0023] 定義如下三個冷暖感的評價指標：
[0024] (21)冷感時間T (單位：秒），定義為熱功率曲線初始段的"山峰"或非穩(wěn)態(tài)傳熱過 程的時間段，其物理含義為人體將紡織品暖熱所需要的時間；
[0025] (22)冷感時段總散熱量Wl (單位：焦耳/米2)，定義為在冷感時間T內(nèi)單位面積 試樣散失的總熱量；
[0026] (23)純冷感散熱量W2(單位：焦耳/米2)，定義為在紡織品與人體皮膚接觸初期， 由于二者溫差引起人體向紡織品傳遞的熱量；
[0027] 根據(jù)熱功率曲線計算指標：
[0028] (31)冷感時間T :起點為試樣剛接觸測試熱板的時刻，終點為熱功率曲線由下降 轉(zhuǎn)變?yōu)榛竞愣ǖ霓D(zhuǎn)折點；
[0029] (32)冷感時段總散熱量Wl :在冷感時間T范圍內(nèi)作熱功率曲線的全部積分；
[0030] (33)計算看作穩(wěn)態(tài)傳熱條件下冷感時間T內(nèi)單位面積試樣傳遞的平均熱量W，W = QXT，Q為試樣的穩(wěn)態(tài)傳熱性能決定的散熱功率；
[0031] (34)純冷感散熱 W2 :W2 = W1-QXT。
[0032] 優(yōu)選地，所述熱功率曲線的形態(tài)主要取決于試樣特性，同時受儀器加熱模式影響； 熱功率曲線上反映冷暖感的信息是測試初期熱功率曲線呈現(xiàn)出的"山峰"部分。
[0033] 優(yōu)選地，所述冷感時段總散熱量Wl由兩部分組成：一部分是試樣本身的穩(wěn)態(tài)傳熱 性能決定的散熱量QXT ;另一部分是由于紡織品與人體皮膚的溫差引起的人體向紡織品 傳遞的熱量W2。
[0034] 本發(fā)明的有益效果是：
[0035] (1)給出了一套紡織品冷暖感的測試方法、表達指標和指標計算方法，用于評價平 面狀或曲面狀纖維集合體的冷暖感特性，彌補了現(xiàn)有方法的種種缺陷和不足，滿足生產(chǎn)和 生活的需要；
[0036] (2)采用現(xiàn)有保溫儀在非穩(wěn)態(tài)傳熱階段的熱功率曲線測試冷暖感，使目前的廢棄 信息變成重要的有用信息，采用本發(fā)明可以給現(xiàn)有保溫儀增加測試冷暖感的新功能；
[0037] ⑶測試方法科學(xué)嚴密，考慮并嚴格控制了紡織品接觸皮膚前所處的溫濕度環(huán)境、 儀器硬件材料的熱滯后性、試樣放置的操作方法等可能對冷暖感指標的影響，有效控制了 隨機誤差；
[0038] (4)指標定義科學(xué)合理，指標量化簡單，三個指標組合能夠完整準確地表達對紡織 品舒適性至關(guān)重要的冷暖感特性，各指標從不同角度反映紡織品冷感特征，無論是纖維原 料的傳熱性能、纖維堆砌結(jié)構(gòu)（蓬松度、克重、毛羽等）、紡織品接觸皮膚前所處的溫濕度環(huán) 境等帶來的冷暖感差異都可以在某一個或數(shù)個指標上得到體現(xiàn)。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0039] 圖1為現(xiàn)有冷感指標示意圖；
[0040] 圖2為單個加熱元件的輸出功率示意圖；
[0041] 圖3為實例1分析的含絨量90%冬款鵝絨被的熱功率曲線；
[0042] 圖4為實例2分析的含絨量90%夏款鴨絨被的熱功率曲線；
[0043] 圖5為冷感時間T與該時段內(nèi)的總散熱量Wl的計算方法不意圖；
[0044] 圖6為純冷感散熱量W2的計算方法示意圖；
[0045] 圖7為實施例3分析的冬款舊棉被產(chǎn)品的功率曲線。

【具體實施方式】
[0046] 為使本發(fā)明更明顯易懂，茲以優(yōu)選實施例，并配合附圖作詳細說明如下。
[0047] 一種紡織品的冷暖感測試方法，其包括以下步驟：
[0048] (11)試樣平衡：將至少2個待測試樣在指定的溫濕度環(huán)境下懸掛或平置于篩網(wǎng)上 平衡24小時以上，使試樣內(nèi)外溫濕度達到平衡，各試樣分別被測試，以所有試樣的平均指 標作為該批試樣的特性指標；指定的溫濕度環(huán)境可以是恒溫恒濕室或模擬產(chǎn)品將被使用溫 濕度環(huán)境的人工氣候室；臨近測試時，將平衡好的待測試樣裝入塑料薄膜袋密封后移入測 試室，以便保持試樣溫濕度不變；將另外一個與待測試樣完全相同的試樣置于測試所用的 恒溫恒濕室平衡相同時間，用于儀器預(yù)熱，該試樣稱作預(yù)熱試樣；
[0049] (12)儀器預(yù)熱：為降低測試系統(tǒng)的熱滯后性對冷暖感指標的影響，即提高冷暖感 測試的靈敏度，儀器熱板上方覆蓋一個預(yù)熱試樣進行預(yù)熱，使預(yù)熱后熱板輸出的熱功率等 于測試待測試樣進入穩(wěn)態(tài)傳熱過程時的輸出熱功率；
[0050] (13)測試：預(yù)熱完成前3?5分鐘，迅速將待測試樣取出輕拍平攤在測試熱板旁 邊的絕熱平臺上；預(yù)熱結(jié)束，即熱板上表面溫度平衡在儀器設(shè)定的一個恒定溫度時，立即以 待測試樣取代預(yù)熱試樣（二者邊緣銜接拖動替換），隨即開始測試并記錄熱板通過試樣散 失的熱功率曲線，測試到60分時，停止測試記錄；熱功率曲線初始段的信息用于計算冷暖 感，熱功率曲線后期30?60分時段的信息用于計算試樣的熱阻；
[0051] 獲取測試熱板通過紡織品輸出的總計熱功率與時間相關(guān)的熱功率曲線，測試儀器 的硬件設(shè)計是發(fā)明專利201210587792. 8或現(xiàn)有能夠記錄熱功率曲線的保溫儀硬件方案。
[0052] 測試熱功率曲線的恒溫?zé)岚蹇梢允遣捎脝蝹€加熱元件或數(shù)個加熱元件排列組合 形成。加熱元件的類別可以是電阻加熱、膜加熱、電偶加熱、半導(dǎo)體加熱中的任意一種。測 試時，控制熱板和紡織品待測試樣上方空氣層溫度恒定，加熱功率隨時間變化的模式為矩 形波加熱或在一定范圍內(nèi)有限增加供熱量的形式。
[0053] 熱功率曲線的形態(tài)主要取決于試樣特性，同時受儀器加熱模式影響；如圖1或圖 3、圖4等形態(tài)，熱功率曲線上反映冷暖感的信息是測試初期熱功率曲線呈現(xiàn)出的"山峰"部 分；在目前對人體生理特性不是非常清楚的條件下，不規(guī)定統(tǒng)一的儀器加熱模式，這樣不同 加熱模式下測得的冷暖感指標會有一定差異，只有在儀器加熱模式相同的條件下測得的冷 暖感指標才有可比性。
[0054] -種紡織品的冷暖感指標計算方法，包括以下步驟：
[0055] 定義如下三個冷暖感的評價指標：
[0056] (21)冷感時間T (單位：秒），定義為熱功率曲線初始段的"山峰"或非穩(wěn)態(tài)傳熱過 程的時間段，即有冷感的時間段，如圖5所示，其物理含義為人體將紡織品暖熱所需要的時 間，T值越大表示人體有冷感的時間越長。
[0057] (22)冷感時段總散熱量Wl (單位：焦耳/米2)，如圖5所示，定義為在冷感時間T 內(nèi)單位面積試樣散失的總熱量，Wl值越大表示試樣的冷感越強。
[0058] (23)純冷感散熱量W2(單位：焦耳/米2)，即紡織品與人體皮膚接觸初期，由于二 者溫差引起人體向紡織品傳遞的熱量，W2越大冷感越強。
[0059] 實際上Wl由兩部分組成：一部分是試樣本身的穩(wěn)態(tài)傳熱性能決定的散熱量，如圖 6的網(wǎng)格區(qū)域所示；另一部分是由于紡織品與人體皮膚的溫差引起的人體向紡織品傳遞的 熱量W2 (W2 = Wl-圖6的網(wǎng)格區(qū)域積分）。一般，冷感時間T和純冷感熱量W2能夠組合表 征紡織品的冷暖感。在判斷紡織品適合的使用季節(jié)或用途等場合，冷感時段總散熱量Wl也 有應(yīng)用價值。
[0060] 根據(jù)熱功率曲線計算指標：
[0061] (31)冷感時間T :起點為試樣剛接觸測試熱板的時刻，終點為熱功率曲線由下降 轉(zhuǎn)變?yōu)榛竞愣ǖ霓D(zhuǎn)折點；
[0062] (32)冷感時段總散熱量Wl :在冷感時間T范圍內(nèi)作熱功率曲線的全部積分，如圖 5的陰影部分的積分；
[0063] (33)計算看作穩(wěn)態(tài)傳熱條件下冷感時間T內(nèi)單位面積試樣傳遞的熱量W，如圖6 所示的網(wǎng)格區(qū)域部分的積分W = QXT，Q為試樣的穩(wěn)態(tài)傳熱性能決定的散熱功率；
[0064] (34)純冷感散熱W2 :冷感時段總散熱量Wl減掉冷感時間T時間段內(nèi)以平穩(wěn)時功 率作為縱坐標的矩形區(qū)域的積分，最終選取冷感時間T和純冷感散熱量W2組合表征紡織品 的冷暖感，即W2 = W1-QXT。
[0065] 當產(chǎn)品的保溫性或熱阻接近時，可以使用冷感時間T和冷感時段總散熱量Wl比較 其冷暖感特性。當產(chǎn)品的保溫性或熱阻不同時，應(yīng)該使用冷感時間T和純冷感散熱量W2比 較其冷暖感特性。紡織品的熱舒適性應(yīng)該用熱阻和冷感指標聯(lián)合表征。
[0066] 儀器測試熱板輸出的熱功率隨時間變化的曲線，測試儀器的硬件結(jié)構(gòu)可以是發(fā)明 專利201210587792. 8的方法或現(xiàn)有能夠測試熱功率曲線的保溫儀硬件方案。
[0067] 待測的紡織品包括由各種纖維、紗線制成的織物、服裝、寢具等平面狀或曲面狀纖 維集合體。
[0068] 各種纖維為棉纖維、蠶絲纖維、粘膠纖維、竹槳纖維、蠶絲纖維、羊毛、羊絨纖維、苧 麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維、木棉纖維、滌綸、錦綸、氨綸和甲殼素纖維、羽絨中的任意一種 或幾種。
[0069] 本發(fā)明的科學(xué)原理如下：
[0070] ⑴紡織品冷暖感與使用或測試前所處的溫濕度環(huán)境高度相關(guān)，測試前試樣的平 衡環(huán)境應(yīng)該根據(jù)需要設(shè)定。測試前試樣由平衡環(huán)境移入測試室的短暫時間段冷暖感也會發(fā) 生變化，為減少這種變化引入的誤差，采用塑料袋密封移動，可消除流動空氣的迅速傳熱， 同時將時間控制在比較短的5?15分鐘，并拒絕與其他冷、熱物體接觸。
[0071] (2)預(yù)熱完成時熱板輸出的熱功率大小取決于預(yù)熱階段熱板上是否覆蓋物品或覆 蓋物品的保溫性；若預(yù)熱完成時熱板輸出的熱功率大于或小于測試待測試樣進入穩(wěn)態(tài)傳熱 過程的輸出熱功率Q，則整個測試系統(tǒng)的材料、元件都會參與非穩(wěn)態(tài)傳熱，非穩(wěn)態(tài)傳熱時段 的熱功率曲線中不可避免地會包含測試系統(tǒng)材料和元件的放熱或吸熱量，給冷暖感指標引 入誤差；為杜絕這種誤差，規(guī)定覆蓋與待測試樣完全相同的試樣進行預(yù)熱。
[0072] (3)試驗表明，絕大多數(shù)保暖用紡織品的非穩(wěn)態(tài)傳熱時段都不超過20分鐘，夏用 紡織品的非穩(wěn)態(tài)傳熱時段更短，測試后期30?60分時段的熱功率曲線一定是穩(wěn)態(tài)傳熱，其 信息適合計算試樣的平均穩(wěn)態(tài)散熱功率Q和熱阻。
[0073] 實施例1
[0074] -、試樣信息
[0075] 鵝絨被，工藝參數(shù)：芯料90%鵝絨，芯料克重239. 13g/m2 ;面料100%棉。
[0076] 二、試樣傳熱的熱功率曲線測試
[0077] 所用儀器見發(fā)明專利201210587792. 8,中央測試熱板上均布著6套加熱元件。熱 功率曲線的測試方法如下：
[0078] (1)試樣平衡：2個待測試樣和1個相同的預(yù)熱試樣在溫度20°C相對濕度65%的 標準恒溫恒濕室懸掛平衡24小時，使試樣內(nèi)外溫濕度達到平衡；以2個試樣的平均指標作 為該批試樣的特性指標；臨近測試前15分左右，將平衡好的待測試樣裝入塑料袋密封后移 入測試室，移動中試樣及外封的塑料袋不可接觸任何熱源或冷源，以便保持試樣溫濕度不 變；
[0079] 而本實施例中，因為測試室的溫濕度環(huán)境與試樣平衡環(huán)境相同，不需要塑料袋密 封試樣移動；
[0080] (2)儀器預(yù)熱：儀器熱板上方覆蓋預(yù)熱試樣進行預(yù)熱；
[0081] (3)測試第一個待測試樣：預(yù)熱完成前5分鐘，將一個待測試樣輕拍平攤在測試 熱板旁邊的絕熱平臺上，使其與預(yù)熱試樣邊緣銜接；預(yù)熱結(jié)束后，即熱板上表面溫度平衡在 33±0. 1°C，迅速拖動待測試樣替換預(yù)熱試樣，而后立即操作儀器的控制元件開始測試并記 錄熱板通過試樣散失的熱功率曲線，測試到60分時通過控制元件停止測試記錄該試樣，測 得第一個待測試樣的熱功率曲線如圖3所示；
[0082] (4)測試第二個待測試樣：第一個待測試樣的測試完成前5分鐘，將第二個待測試 樣輕拍平攤在測試熱板旁邊的絕熱平臺上，使其與第一個待測試樣邊緣銜接；第一個待測 試樣測試結(jié)束后，迅速拖動第二個待測試樣替換第一個試樣，并立即開始測試第二個待測 試樣，記錄到該試樣的熱功率曲線與圖3類似。
[0083] 三、冷暖感指標的計算
[0084] (1)冷感時間T :起點為試樣剛接觸測試熱板的時刻，終點為熱功率曲線由下降轉(zhuǎn) 變?yōu)榛竞愣ǖ霓D(zhuǎn)折點，如圖3所示，則T為881s即14分41秒；
[0085] (2)冷感時段總散熱量Wl :在冷感時間T范圍內(nèi)對熱功率曲線求積分，可得冷感時 段內(nèi)總散熱量Wl為16197. 12J/m2 ;
[0086] (3)以測試開始30-60分鐘時段熱功率曲線的積分計算穩(wěn)態(tài)傳熱過程中的單位面 積試樣散失的平均熱功率Q = 11. 4W/m2 ;
[0087] (4)計算純冷感散熱量 W2 :W2 = Wl-QXT = 6153. 72J/m2
[0088] 以相同方法計算第二個待測試樣的各項指標，冷感時間為856s即14分16秒，冷 感時段內(nèi)總散熱量為15673. 92J/m2,純冷感散熱量為5915. 52J/m2。
[0089] 四、冷暖感測試結(jié)果
[0090] 將上述2個待測試樣的測試指標平均，獲得鵝絨被在溫度20°C相對濕度65%環(huán)境 下平衡處理后的冷暖感特性指標如下：冷感時間T為868s即14分28秒，冷感時段內(nèi)總散 熱量Wl為15935. 52J/m2,純冷感散熱量W2為6034. 62J/m2。
[0091] 實施例2
[0092] 一、試樣信息
[0093] 鴨絨被，工藝參數(shù)：芯料90%鴨絨，芯料克重58. 7g/m2 ;面料100%棉。
[0094] 二、試樣傳熱的熱功率曲線測試
[0095] 所用儀器及測試方法同實施例1，測得一個試樣的熱功率曲線如圖4所示，另一試 樣的熱功率曲線與圖4類似。
[0096] 三、冷暖感指標的計算
[0097] 冷暖感指標的計算方法同實施例1，各試樣及其平均的各項冷暖感指標見表1。
[0098] 四、冷暖感測試結(jié)果
[0099] 將2個待測試樣的測試指標平均，獲得該鴨絨被在溫度20°C相對濕度65%環(huán)境下 平衡處理后的冷暖感特性指標見表1的最后一行。
[0100] 表1鴨絨被的測試結(jié)果
[0101]

【權(quán)利要求】
1. 一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，包括以下步驟： (11) 試樣平衡：將至少2個紡織品待測試樣在指定的溫濕度環(huán)境下懸掛或平置于篩網(wǎng) 上平衡24小時以上，使試樣內(nèi)外溫濕度達到平衡，各試樣分別被測試，以所有試樣的平均 指標作為該批試樣的特性指標；臨近測試前5?15分鐘，將平衡好的待測試樣裝入塑料袋 密封后移入測試室，移動中試樣及外封的塑料袋不可接觸任何熱源或冷源，以便保持試樣 溫濕度不變；將另外一個與待測試樣完全相同的試樣置于測試所用的恒溫恒濕室平衡相同 時間，用于儀器預(yù)熱，該試樣稱作預(yù)熱試樣； (12) 儀器預(yù)熱：儀器的熱板上方覆蓋一個預(yù)熱試樣進行預(yù)熱，使預(yù)熱后熱板輸出的熱 功率等于測試待測試樣進入穩(wěn)態(tài)傳熱過程的輸出熱功率； (13) 測試：預(yù)熱完成前3?5分鐘，迅速將待測試樣取出輕拍平攤在測試熱板旁邊的 絕熱平臺上，同預(yù)熱試樣的一邊緣銜接準備測試；預(yù)熱結(jié)束，即熱板上表面溫度平衡在儀器 設(shè)定的一個恒定溫度時，立即向一方拖動預(yù)熱試樣和銜接的待測試樣，使待測試樣替換預(yù) 熱試樣平置于熱板上表面，控制熱板和紡織品待測試樣上方空氣層溫度恒定，隨即開始測 試并記錄熱板通過待測試樣散失的熱功率曲線，測試到40-80分時，停止測試記錄；獲取測 試熱板通過紡織品輸出的總計熱功率與時間相關(guān)的熱功率曲線，通過熱功率曲線反映紡織 品的冷暖感。
2. 如權(quán)利要求1所述的一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，所述的紡織品為 平面狀或曲面狀纖維集合體，其包括由各種纖維、紗線制成的織物、服裝、寢具。
3. 如權(quán)利要求2所述的一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，所述的各種纖維 為棉纖維、蠶絲纖維、粘膠纖維、竹槳纖維、羊毛、羊絨纖維、苧麻纖維、亞麻纖維、大麻纖維、 木棉纖維、滌綸、錦綸、氨綸和甲殼素纖維、羽絨中的任意一種或幾種。
4. 如權(quán)利要求1所述的一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，所述的測試熱功 率曲線的恒溫?zé)岚宀捎脝蝹€加熱元件或多個加熱元件排列組合形成。
5. 如權(quán)利要求4所述的一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，所述的加熱元件 的類別為電阻加熱、膜加熱、電偶加熱、半導(dǎo)體加熱中的任意一種。
6. 如權(quán)利要求1所述的一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，所述的指定的溫 濕度環(huán)境為恒溫恒濕室或模擬產(chǎn)品將被使用溫濕度環(huán)境的人工氣候室。
7. 如權(quán)利要求6所述的一種紡織品的冷暖感測試方法，其特征在于，所述的指定的溫 濕度環(huán)境中的溫度為±40°C范圍任何一個數(shù)值、相對濕度10%?90%范圍的任何一個數(shù) 值。
8. -種如權(quán)利要求1所述的紡織品的冷暖感指標計算方法，其特征在于，包括以下步 驟： 定義如下三個冷暖感的評價指標： (21) 冷感時間T (單位：秒），定義為熱功率曲線初始段的"山峰"或非穩(wěn)態(tài)傳熱過程的 時間段，其物理含義為人體將紡織品暖熱所需要的時間； (22) 冷感時段總散熱量Wl (單位：焦耳/米2)，定義為在冷感時間T內(nèi)單位面積試樣 散失的總熱量； (23) 純冷感散熱量W2 (單位：焦耳/米2)，定義為在紡織品與人體皮膚接觸初期，由于 二者溫差引起人體向紡織品傳遞的熱量； 根據(jù)熱功率曲線計算指標： (31) 冷感時間T :起點為試樣剛接觸測試熱板的時刻，終點為熱功率曲線由下降轉(zhuǎn)變 為基本恒定的轉(zhuǎn)折點； (32) 冷感時段總散熱量Wl :在冷感時間T范圍內(nèi)作熱功率曲線的全部積分； (33) 計算看作穩(wěn)態(tài)傳熱條件下冷感時間T內(nèi)單位面積試樣傳遞的平均熱量W，W = QXT，Q為試樣的穩(wěn)態(tài)傳熱性能決定的散熱功率； (34) 純冷感散熱 W2 :W2 = W1-QXT。
9. 如權(quán)利要求8所述的一種紡織品的冷暖感指標計算方法，其特征在于，所述熱功率 曲線的形態(tài)主要取決于試樣特性，同時受儀器加熱模式影響；熱功率曲線上反映冷暖感的 信息是測試初期熱功率曲線呈現(xiàn)出的"山峰"部分。
10. 如權(quán)利要求8所述的一種紡織品的冷暖感指標計算方法，其特征在于，所述冷感時 段總散熱量Wl由兩部分組成：一部分是試樣本身的穩(wěn)態(tài)傳熱性能決定的散熱量QXT ;另一 部分是由于紡織品與人體皮膚的溫差引起的人體向紡織品傳遞的熱量W2。
【文檔編號】G06F19/00GK104316557SQ201410531445
【公開日】2015年1月28日 申請日期:2014年10月10日 優(yōu)先權(quán)日:2014年10月10日
【發(fā)明者】王府梅, 王茜, 章軍華, 齊迪迪 申請人:東華大學(xué), 杭州飛利弘羽絨寢具有限公司